Toward robust and efficient physically-based rendering

par Anthony Pajot

Thèse de doctorat en Informatique

Sous la direction de Mathias Paulin et de Loïc Barthe.

Soutenue en 2012

à Toulouse 3 .

  • Titre traduit

    Vers un rendu fondé sur la physique robuste et efficace


  • Résumé

    Le rendu fondé sur la physique est utilisé pour le design, l'illustration ou l'animation par ordinateur. Ce type de rendu produit des images photo-réalistes en résolvant les équations qui décrivent le transport de la lumière dans une scène. Bien que ces équations soient connues depuis longtemps, et qu'un grand nombre d'algorithmes aient été développés pour les résoudre, il n'en existe pas qui puisse gérer de manière efficace toutes les scènes possibles. Plutôt qu'essayer de développer un nouvel algorithme de simulation d'éclairage, nous proposons d'améliorer la robustesse de la plupart des méthodes utilisées à ce jour et/ou qui sont amenées à être développées dans les années à venir. Nous faisons cela en commençant par identifier les sources de non-robustesse dans un moteur de rendu basé sur la physique, puis en développant des méthodes permettant de minimiser leur impact. Le résultat de ce travail est un ensemble de méthodes utilisant différents outils mathématiques et algorithmiques, chacune de ces méthodes visant à améliorer une partie spécifique d'un moteur de rendu. Nous examinons aussi comment les architectures matérielles actuelles peuvent être utilisées à leur maximum afin d'obtenir des algorithmes plus rapides, sans ajouter d'approximations. Bien que les contributions présentées dans cette thèse aient vocation à être combinées, chacune d'entre elles peut être utilisée seule : elles sont techniquement indépendantes les unes des autres.


  • Résumé

    Physically-based rendering is used for design, illustration or computer animation. It consists in producing photorealistic images by solving the equations which describe how light travels in a scene. Although these equations have been known for a long time and many algorithms for light simulation have been developed, no algorithm exists to solve them efficiently for any scene. Instead of trying to develop a new algorithm devoted to light simulation, we propose to enhance the robustness of most methods used nowadays and/or which can be developed in the years to come. We do this by first identifying the sources of non-robustness in a physically-based rendering engine, and then addressing them by specific algorithms. The result is a set of methods based on different mathematical or algorithmic methods, each aiming at improving a different part of a rendering engine. We also investigate how the current hardware architectures can be used at their maximum to produce more efficient algorithms, without adding approximations. Although the contributions presented in this dissertation are meant to be combined, each of them can be used in a standalone way: they have been designed to be internally independent of each other.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (232 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p. 221-228

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  • Bibliothèque : Université Paul Sabatier. Bibliothèque universitaire de sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 2012 TOU3 0357
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